2020八年级物理下册《机械效率》同步练习 10页

‎《机械效率》同步练习 ‎ ‎ ◆ 选择题 ‎1．如图所示，只用一个动滑轮把重物举高‎5米，所用的动力是60牛顿，动力所做的功是（不考虑动滑轮受到的重力和摩擦）（　　）‎ A．300焦耳 B．150焦耳 C．900焦耳 D．600焦耳 ‎2．如图所示①②④采用相同的动滑轮提升货物，③的动滑轮不同，关于滑轮组的机械效率相同的两组是（绳重和摩擦忽略不计）（　　）‎ A．①② B．②③ C．③④ D．②④‎ ‎3．关于功和机械能，下列说法正确的是（　　）‎ A．功率大的机器比功率小的机器做功多 B．使用省力的机械，可以提高做功的功率 C．有力对物体做功时，机械能不一定会发生变化 D．功率大的机器，机械效率高 10‎ ‎4．如在相同的时间内，用同一滑轮组可分别把75N和150N重的物体匀速提升‎4m，若在两种情况中的额外功相等，则这两种情况中（　　）‎ A．绳端移动的距离相等 B．所做的有用功相等 C．拉力的功率相等 D．滑轮组的机械效率相等 ‎5．如图所示，物重G为2000N，小红用800N的拉力花2s的时间把物体沿斜面匀速移动了‎4m，提升高度为h为‎2.5m．（不计滑轮、细绳的重，不计细绳与滑轮间的摩擦）．下列说法正确的是（　　）‎ A．拉绳子自由端的速度‎4m/s B．拉力所做的功大小为5000J C．物体受到斜面对它的摩擦力为1150N D．整个系统的机械效率为78.125%‎ ‎　‎ ◆ 填空题 ‎6．某机械的效率为50%，表示该机械做功时，　 　功在　 　功中的比例为50%．使用任何机械时．机械效率总是小于　 　．‎ ‎7．某人用如图的滑轮组提升2000N的重物，所用的拉力是800N，绳子自由端被拉下‎4m，这个人做的总功是　 　J，有用功是　 　J，滑轮组的机械效率是　 　．‎ 10‎ ‎8．如图所示，物重G为2000N，斜面长‎5m，高‎3m，斜面和滑轮组装置的总机械效率为80%，若将重物沿余面以‎0.2m/s的速度拉上来，所需拉力F是　 　N，拉力做的有用功是　 　J，机械的总功率是　 　．‎ ◆ 实验探究题 ‎9．在测滑轮组机械效率的实验中，小明用相同的滑轮和细线，绕成如图所示的甲、乙两个滑轮组（忽略绳重和摩擦），并分别用弹簧测力计沿竖直方向匀速拉动绳子，若两个弹簧测力计的示数相同，则　 　滑轮组的机械效率较高，在把两个物体提升了相同的高度时，拉力F1、F2做的功W1、W2的大小关系是W1　 　W2．‎ 答案与解析 ◆ 选择题 10‎ ‎1．‎ ‎【分析】图中使用的是动滑轮，动力移动的距离s=2h，求出s大小，又知道动力大小，利用W=Fs求动力所做的功．‎ ‎【解答】解：s=2h=2×‎5m=‎10m，‎ 动力所做的功：‎ W=Fs=60N×‎10m=600J．‎ 故选D．‎ ‎　‎ ‎2．‎ ‎【分析】滑轮组的机械效率与动滑轮的重力和提升物体的重力有关，与滑轮组绳子的有效股数无关，据此进行解答．‎ ‎【解答】解：‎ ‎（1）因滑轮组的机械效率与动滑轮的重力和提升物体的重力有关，‎ 所以，①与②③④的机械效率不同，故A不正确；‎ ‎③与②④的机械效率不同，故BC不正确；‎ ‎（2）②④中提升相同的重物上升相同的高度时有用功相同，额外功均为克服动滑轮重力做的功且相同，所以两者的机械效率相同，故D正确．‎ 故选D．‎ ‎　‎ ‎3．‎ ‎【分析】（1）物体做功多少与功率和做功时间有关；‎ ‎（2）功率表示物体做功快慢的物理量；机械效率是W有用与W总 10‎ 的比值，是个百分数，二者间没有必然联系；‎ ‎（3）力对物体做功，物体的机械能不一定改变，如给轮胎打气时，对打气筒做功，打气筒发热，即打气筒的内能增加，机械能不变；而机械能等于动能、重力势能和弹性势能的和；‎ ‎（4）单位时间内所做的功叫做功率；物理学中，把有用功与总功的比值，叫做机械效率．‎ ‎【解答】解：‎ A．由公式W=Pt可以看出，物体做功的多少等于功率与做功时间的乘积，功率大，做功时间不确定，做功多少不能确定．故A项说法错误；‎ B．功率与做功的大小和做功的时间有关，但与是否使用省力的机械无关，故B项说法错误；‎ C．有力对物体做功，物体的机械能不一定会发生变化，如水平匀速拉动物体，虽然拉力做了功，但物体的动能和势能不变，机械能不变；故C项说法正确；‎ D．有用功与总功的比值叫机械效率，故机械效率与功率的大小无关，故D项说法错误．‎ 故选C．‎ ‎　‎ ‎4．‎ ‎【分析】用同一滑轮组，提升的重物增大，匀速提升相同的高度，根据W=Gh可知做的有用功增大，而在两种情况中的额外功相等，因为总功等于有用功加上额外功，所以总功（拉力做功）增大，有用功占总功的比值（机械效率）增大；‎ 但拉力移动的距离和物体升高的高度的关系不变：s=nh．据此分析判断．‎ ‎【解答】解：A、使用同一滑轮组，拉力移动的距离和物体升高的高度的关系s=nh不变．故A正确；‎ B、因为W有用=Gh，提升的重物不同、提升的高度相同，所以做的有用功不同，故B错；‎ C、因为总功等于有用功加上额外功，有用功不同，所以总功（拉力做功）不同，又因为做功时间相同，所以拉力做功功率不同，故C错；‎ 10‎ D、提升相同的高度、提升重物增大，有用功增大，但额外功不变，有用功占总功的比值增大，机械效率增大，故D错．‎ 故选A．‎ ‎　‎ ‎5．‎ ‎【分析】（1）由图可知，滑轮组绳子的有效股数为3，根据s=nh求出绳端移动的距离，根据速度公式求出绳子自由端的速度，根据W=Fs求出拉力所做的功；‎ ‎（2）根据W=Gh求出有用功，不计滑轮、细绳的重、不计细绳与滑轮间的摩擦时，额外功即为物体克服摩擦力做的功，大小为拉力做的功减去有用功，根据W=Fs求出摩擦力的大小，根据η=×100%求出整个系统的机械效率．‎ ‎【解答】解：（1）由图可知，滑轮组绳子的有效股数n=3，则绳端移动的距离：‎ s=nh=3×‎4m=‎12m，‎ 绳子自由端的速度：‎ v===‎6m/s，故A不正确；‎ 拉力所做的功：‎ W总=Fs=800N×‎12m=9600J，故B不正确；‎ ‎（2）有用功：‎ W有=Gh=2000N×‎2.5m=5000J，‎ 因不计滑轮、细绳的重、不计细绳与滑轮间的摩擦时，额外功即为物体克服摩擦力做的功，‎ 所以，克服摩擦力所做的额外功：‎ W额=W总﹣W有=9600J﹣5000J=4600J，‎ 10‎ 由W=Fs可得，物体受到斜面对它的摩擦力：‎ f===1150N，故C正确；‎ 整个系统的机械效率：‎ η=×100%=×100%≈52.08%，故D不正确．‎ 故选C．‎ ◆ 填空题 ‎　‎ ‎6．某机械的效率为50%，表示该机械做功时，　有用　功在　总　功中的比例为50%．使用任何机械时．机械效率总是小于　100%　．‎ ‎【分析】机械效率，即有用功占总功的百分比．而W总=W有用+W额外．‎ ‎【解答】解：（1）机械效率50%表示什么，这是根据机械效率的定义，有用功占总功的百分比，即表示该机械做功时，有用功占总功的50%．‎ ‎（2）只要有使用机械，就必然会在机械上消耗一部分额外功，也就是说有用功总是会小于总功，机械效率总是小于100%．‎ 故本题答案为：有用；总；100%‎ ‎　‎ ‎7．某人用如图的滑轮组提升2000N的重物，所用的拉力是800N，绳子自由端被拉下‎4m，这个人做的总功是　3200　J，有用功是　2000　J，滑轮组的机械效率是　62.5%　．‎ 10‎ ‎【分析】由图可知，承担物重的绳子股数n=4，重物被提升h，则拉力端移动的距离s=4h，‎ 知道拉力的大小和绳子自由端移动的距离，根据公式W=FS求人所做的总功；‎ 求出重物上升的高度，知道物体的重，根据公式W=Gh可求人所做的有用功；‎ 有用功与总功的比值就是滑轮组的机械效率．‎ ‎【解答】解：绳子自由端移动的距离s=4h=‎4m，‎ 则h=‎1m，‎ 人所做的总功：‎ W总=FS=800N×‎4m=3200J，‎ 人所做的有用功：‎ W有=Gh=2000N×‎1m=2000J．‎ 滑轮组的机械效率：‎ η=×100%=×100%=62.5%．‎ 故答案为：3200，2000，62.5%．‎ ‎　‎ ‎8．如图所示，物重G为2000N，斜面长‎5m，高‎3m，斜面和滑轮组装置的总机械效率为80%，若将重物沿余面以‎0.2m/s的速度拉上来，所需拉力F是　500　N，拉力做的有用功是　6000　‎ 10‎ J，机械的总功率是　300W　．‎ ‎【分析】（1）该题涉及到了斜面和滑轮组装置的总机械效率，看起来是比较复杂的，但我们只要根据机械效率、有用功、总功的定义即可准确判断出有用功是物体重力和斜面高的乘积，根据有用功和机械效率就可求出总功．而总功就是最终施加的力和该力作用点移动距离的乘积，据此即可求出拉力．‎ ‎（2）机械的总功率就是总功的功率，用重物移动的距离除以重物移动的速度求出时间．再根据功率的计算公式求出功率．‎ ‎【解答】解：由题意可知斜面和滑轮组都是为了将物体的位置提高，所以有用功：W有用=Gh=2000N×‎3m=6000J，‎ 总功：W总===7500J；‎ 总功即拉力做的功等于拉力和拉力作用点移动的距离，拉力作用点移动的距离等于物体移动距离的n倍即：‎ s′=ns=3×‎5m=‎15m，‎ 所需拉力F===500N；‎ 重物上升时间t===25s；‎ 机械的总功率：P总===300W．‎ 故答案为：500；6000；300W．‎ ‎　‎ 10‎ ‎9．‎ ‎9．在测滑轮组机械效率的实验中，小明用相同的滑轮和细线，绕成如图所示的甲、乙两个滑轮组（忽略绳重和摩擦），并分别用弹簧测力计沿竖直方向匀速拉动绳子，若两个弹簧测力计的示数相同，则　甲　滑轮组的机械效率较高，在把两个物体提升了相同的高度时，拉力F1、F2做的功W1、W2的大小关系是W1　大于　W2．‎ ‎【分析】由图可知滑轮组绳子的有效股数，根据F=（G+G动）比较两滑轮组提升重物重力之间的关系，忽略绳重和摩擦，有用功为克服物体重力所做的功，总功为克服物体的重力和动滑轮重力所做的功，据此比较两个物体提升了相同的高度时两者拉力所做功的大小关系，根据η=×100%比较两滑轮组机械效率之间的关系．‎ ‎【解答】解：由图可知，n甲=3，n乙=2，‎ 因两个弹簧测力计的示数相同，即拉力F相同，‎ 所以，由F=（G+G动）的变形式G=nF﹣G动可知，甲滑轮组提升物体的重力较大，‎ 因忽略绳重和摩擦，有用功为克服物体重力所做的功，总功为克服物体的重力和动滑轮重力所做的功，‎ 所以，由W总=（G+G动）h可知，甲滑轮组拉力F1做的功较多，即W1＞W2，‎ 由η=×100%=×100%=×100%=×100%可知，甲物体重力较大，机械效率较大．‎ 故答案为：甲；大于．‎ 10‎